亨利·波卓斯基（Henry Petroski），美国杜克大学土木工程、历史学教授，特别擅长于事故分析，被《克科斯评论》（Kirkus Reviews）誉为“科技的桂冠诗人”，2006年荣获美国历史悠久且最富盛名的工程奖项之一--华盛顿奖（Washington Award）。他曾在《美国科学家》（American Scientist）杂志中，持续为大众撰写工程设计与文化研究的专栏，也为《纽约时代》杂志（The New York Times）、《华盛顿邮报》（The Washington Post）、《华尔街日报》（The Wall Street Journal）撰写一些非工程类文章。他曾受邀参加美国国家公共电台（National Public Radio）、今日秀（Today Show）节目和吉姆莱勒新闻时间（News Hour with Jim Lehrer）的专访。
     其他重要著作有《铅笔：一个设计与环境的历史》（The Pencil： A History of Design and Circumstance）和《超越设计：散论及其他非方程式计算的尝试》（Beyond Engineering： Essays and Other Attempts to Figure without Equations）。波卓斯基通过对事故分析的案例、不同文化背景器物形态的差异比较，以及对器物创造、演进过程的梳理，富有创造性地阐述出抽象的设计基本问题；另一方面，他多采用以小见大的研究方法，通过一些经常被人们忽视的小物件来揭示设计的基本问题。

     《设计，人类的本性》是亨利·波卓斯基的第一本著作，也是他的成名作，正是这本书奠定了他以失败分析作为研究方法的基础，通过后来一系列著作的进一步丰富，逐步完善了他所擅长的失败分析方法。《设计，人类的本性》主要记述了一些工程设计上的成功与失败的案例：不仅包括堪萨斯市凯悦酒店的两座人行天桥的倒塌、伟大的水晶宫和至高无比的维多利亚建筑、塔科马海峡吊桥的巨大失败、布鲁克林大桥的成功、金字塔形制的演变等大型的案例；还包括作者孩子玩具、妻子所用刀叉等身边的案例。作者主要想通过一些列案例的讲述，说明设计是什么和怎样设计的问题。作者在书中表达的意思，即是说设计的本质就是对失败的改善。作者通过分析指出：设计是由无数的假设或者说选择组成的，永远都有出现失误的可能，作为设计师要学会关注细节，善于在成功中看到失败，对已经出现的失败作出分析是很必要的，且具有重要的意义，要在失败中吸取经验，稳步改善，并尽力避免失败的再次发生。这种失败分析的方法，后来进一步演化为《器具的进化》中设计的动因之一“缺点论”的观点。这本书同样体现了他分析问题的视角与方法的独特性。

     1 致命的创意--人性化背后的反思
     1981年堪萨斯市凯悦饭店行人高架路坍塌后不久，我的一位邻居问我怎么可能会发生这种事情。他想知道难道以工程师们的所学都不足以建造好一个像行人高架路这样简单的建筑吗？他还向我列举了塔科玛窄桥的坍塌，美国航空公司DC-10客机在芝加哥的失事以及一些其他著名事故，附带着一些他听到的有关核泄漏（一定会超过三里岛的核电站事故）的种种假设，他似乎在向我呈现一个一目了然的事实，那就是工程师没有完全将他们创造的这个世界置于掌控之中。
     我告诉我的邻居，预测工程结构的强度和性能并不总是像乍看上去那样简单、明确，但是我觉得我那抽象的概括和含糊的道歉并没有改变他的想法。当我离开照料蔬菜园的他继续向家走时，我承认我没有回答他的问题，因为我并没有向他传达出工程学的含义。也正因为这一点我也无法指望我能解释出工程结构可能会出现的状况。在凯悦饭店那场灾难发生后的数年中，我一直在思考怎样向一位询问我的外行解释一下有关技术窘境的问题，我一直在寻找那些既不难理解又很寻常的案例。但我也意识到无论我搜集到的例子有多么生动，都比不上亲自用桁条和主梁制造出一座桥梁更能说明问题。
     被工程学视为首要目标的并不是一个既有世界，而是一个由工程师们自己创造的世界。这个世界并不存在如蜂巢般始终如一、历经数代仍然固定不变的设计，因为人类本身就包括了不断的快速进化。我们并不是简单地为了变化而喜欢变化，尽管一些人可能认为这个理由已经足够。但是真正持续变化的是我们的品味、才智和抱负。我们人类喜欢我们的结构体像我们的艺术那样时尚；当我们富有时，我们喜欢奢华，当世事艰难时，我们吝啬地简约。我们以蜜蜂力不能及的方式喜欢更大、更高、更长的东西。与昆虫相比，所有这些超出工程学范围的考虑因素也许会使工程师的任务更令人兴奋，但同时也一定没有那么多的常规可寻。与天然的自然结构相比，这种不断的变化为工程结构的设计和分析引入了更多的方向，但同时也意味着出现错误的状况也会大大增加。
     工程是一种人为的活动，因此它非常易于出现错误。一些工程差错仅仅只是恼人的，比如当一座新的建筑落成时，它的建筑体上却出现了有损美观的裂缝；而另一些差错则是人们无法原谅的，比如一座桥梁坍塌，致使那些毫不怀疑其安全的人们无辜丧命。每个时代都有它的技术烦忧和结构灾难，因此有些人会认为工程师们已经从这些前车之鉴中学会了如何去避免它们。然而无论在伤亡、苦难还是焦虑程度上最为严重的几起事故却都发生在近几年，因此记录上呈现出的技术进步的字眼可能会引起一些人的疑问--“我们进步在哪儿？”
     任何大众技术骇人故事的名单中通常都包括了事故、故障和劣质产品的最新案例。这个目录一直在更新，旧的灾难不断被新的所替代，它们甚至极尽名单所能有的最大变化性。在仿佛到处都在发生事故的1979年，每个人都能迅速地说出一连串在头脑中记忆犹新的技术窘况，甚至不用提及像塔科玛窄桥这样的老案例就能说明问题。科技仿佛在杀气腾腾地奔跑，全国的专栏版也都加入了这场可能如环绕轨道运行重达85吨的太空实验室那场意外重返轨道所引发的破坏的讨论中。许多同类报纸还刊登了漫画家托尼？奥什对这一问题的解决方法。他的漫画显示那个掉落的太空实验室撞上了一架正在飞行的DC-10客机，而此时客机上运载的正是安装了火石轮胎500的福特平托汽车，所有的残骸掉落到了三里岛上，在那里大火会被石棉干发器熄灭。
     事故多样性也许为我们这个时代所特有，但是工程制品的失效却不是。近4000年前，巴比伦第一王朝的第六代统治者将大量巴比伦的法律判定规则收集起来形成了今天众所周知的《汉谟拉比法典》。在规定着诸如女性地位和禁酒戒条之类的近300多块古老楔形铭文中，有一些直接与房屋的建造及其安全责任相关的条例：
     如果建造者为某人建造了一所房子却并不牢固，结果房屋倒塌致使房屋的主人死亡，那么这位建造者将被处以死刑。
     如果房屋倒塌导致房屋主人的儿子死亡，那么建造者的儿子将被处以死刑。
     如果房屋倒塌导致房屋主人的奴隶死亡，那么建造者必须对主人予以等价赔偿。
     如果房屋倒塌导致财物损坏，那么无论财物为何，他都必须将其修复，由于他并未使其建造的房屋牢固，致其坍塌，因此他必须自己出资重新建造这座房屋。
     如果建造者为某人建造了一所房子但却并未使其达到要求，致使一面墙体坍塌，那么这位建造者必须自己出资来加固墙体。
     这仿佛从凯悦饭店行人高架路坍塌善后事宜中发出的一声来自远古的呼声，结果人们发现这一呼声远比《堪萨斯市建筑规范》的要求小了许多。在纷乱的专家意见中，在行人高架路坍塌后的几个月中，申请的诉讼案件价值高达30亿。事故当晚在酒店的人们事后都被给予了1000美元的赔偿，但条件是他们要在文件上签字放弃所有随后向建造商、酒店或者其他任何他们可能会提起诉讼的人索赔的权利。今天，关于凯悦事故有罪与否仍然没有形成定论。经过20个月的调查，美国司法部和密苏里州杰克逊县的检察官联合宣布他们并未发现有证据显示此次事故与任何犯罪活动有关。然而密苏里州的总检察长却不这样认为，他以“严重的玩忽职守罪”起诉了这些工程师。相关工程师所承受的是失去他们的职业执照，但不是他们的生命。当我在这场事故发生3年之后写这篇文章时，这件事情仍然没有定论。
     堪萨斯城的悲剧之所以会成为头版新闻是因为它是美国历史上由建筑物坍塌导致死亡人数最多的一次事故。它会成为新闻这一事实，证明了在不计其数的建筑和结构体中，虽然有许多在设计上和凯悦酒店一样独特、大胆的作品，但却都是安全的。据估算，在一个像美国或英国这样拥有先进技术的国家，一个特制的钢筋混凝土或钢铁结构的建筑在某一特定年份出现事故的概率是百万分之一到百万亿分之一，在结构事故中出现死亡的概率大约是每年千万分之一。在美国这等同于每年大约死亡25人，因此堪萨斯城一场事故就死亡114人的确称得上是新闻。
     交通事故每年要夺走5万美国人的生命，但是这么多的灾难通常每次只会死亡一两人，因此它们对公众并未造成轰动性的影响。似乎只有在周末假期累积的个人车辆死亡数目才会到达数百，也只有在这时我们才会承认存在于我们社会中的这种长期风险的严重性。否则，如果一场车辆事故上了头版或晚报，那通常是因为有不同寻常的人数或名人卷入了其中。当然也有例外，比如一条名狗，俗话说的“狗咬人”当然不是新闻，但“人咬狗”是。
     我们既被不熟悉的事物所吸引，又对它感到不自在。当飞机是一项相对较新的技术时，许多人因为害怕飞机失事而避开航空旅行。即使是现在，当航空依仗于一项刚刚设置完成的技术时，许多年老的一代马上就会担心起飞行的安全却不会去想开车所带来的风险。他们对彼此讲述有关神经紧张的航空乘客这类老掉牙的笑话，但是年轻的一代来到机场乘坐飞机就像他们的父辈使用地铁和汽车一样自然，他们也并不知道这些笑话。他们的态度是理性的，尽管1970年DC-10客机在芝加哥坠毁，但是乘坐飞机是安全的。在那场事故后的第二年，美国联邦航空管理局宣布在1980～1981这两年期间，包括一架大型喷气式客机在内的国内运行航线没有发生一起重大事故。在这段期间，超过5亿的乘客乘坐了1000万次的航班。经验证明技术所带来的风险是完全可以控制的。
     然而，正如战争所表明的那样，政府重视财政和政治状况，也重视公民的生命，但有时这些目标会发生冲突。工程结构、人类生命和环境，以及社会的风险经常会与力求绝对完备的安全设置所带来的经济风险相冲突。比如当我们开着与重型汽车相比无疑危险许多的经济适用型汽车时，我们知道我们每天都在生命和钱包之间做着交易。采用安全带、缓冲减震器和排放物控制装置有助于我们降低风险，但是要获得这样的收益，消费者就要付出一定金钱上的代价。进一步的改善还需要更多的时间来完成，但正如气囊系统的发展表明的那样，这也会提高汽车价格。因此制造商和提倡以合理的价格生产安全汽车的消费者之间一直处于一种紧张状态。
     工程学和公共安全之间也是如此。所有的桥梁和建筑物都可以建造得比现在牢固10倍，但这会极大地提高成本，而成本的来源不是税收，就是私人投资。同时也会引起争议，为什么要牢固10倍？既然现在只有非常少数的桥梁和建筑物发生坍塌，那么在结构上牢固10倍无疑有些过度。这种极端的保守主义不仅会使经济紧缩，也会彻底改变那些我们所熟知的建筑风格，使我们的建筑环境变得体积臃肿而庞大。是的，人们会认为10倍过于牢固。5倍怎么样？人们同样会认为5倍也太过牢固，这种对于数字的争议表明现在的规格没有改变的必要，但是只要人们认为这些数字会带来变化，那么在牢固程度是改进5倍还是10倍的争论就会持续下去。但是在欠发达的国家人们可能不会奢侈到去争辩这种风险或者去讨论这种悖论，因此我们可以期待他们的楼房或锅炉会以对于我们而言不太寻常的频率发生坍塌或爆炸。
     尽管似乎有些冷酷无情，但是结构可靠性的影响不仅可以以生命还可以以材料的牺牲所付出的代价来衡量。这已经在由贝特立？哥伦布实验室协助美国国家标准局最近的一次研究中得到了证实。这一研究发现包括镜片破碎、公路断裂、桥梁坍塌、机器故障在内的多种破裂现象每年要花掉1000多亿，这笔花费不仅包括实际破裂造成的损失，还包括预先想到可能会出现损坏部分的更换和修复的结构保险。许多与交通运输和建筑工业相关的资金投入增加，主要用于采用过度设计（把东西做得比需要的重）预防破裂、维护（注意裂缝的发展状况），以及用于对资本设备的投资，包括储存一些备用零件以备失效时使用。1983年的报告进一步总结道，通过更好地利用已有技术，以及通过未来的研究而得以改进的破裂控制技术，将使与断裂有关的花费减少一半。
     最近对于我们基础设施（供水、排水系统，以及我们习以为常的公路和桥梁网）状况的研究表明，这些基础设施在这个国家的许多地区被严重地忽视，以至于如果想将它们恢复到原有状态要花掉成百上千亿美元。（一些预算显示总数将高达3万亿。）导致这种结果的部分原因是因为，在能源和人事费用在地方预算占据比重越来越大的年份中，为了节约开支，维护工作被一再地推迟。在纽约这样的大都市中，一些水管已近百岁或者更老了，但它们却从未被设计或被期望为永久使用。理想的情况是为了保持整个供水系统处于一个合理的牢固状态，此类水管应该不断被替换，这样主供水管道破裂的可能才会微乎其微，因为这样的爆裂会引发严重的后果。1983年一个安装于1915年的自来水总管在曼哈顿市中心爆裂，大水淹没了一家地下发电站，引发火灾，6个变压器出现故障，导致供电系统中断，而断电的那几天恰巧是那年万名消费者从全国各地涌入纽约时装街购买下季服装的时候。断电的区域正好覆盖了服装展销室所在的街区，本应充满疯狂的地方现在却只余心痛。被迫中断的生意带来的经济损失高达数百万美元。
     为了理解工程师是怎样努力去避免类似的结构、机械和系统故障，进而理解错误是如何产生，以及带来深远结果的事故是怎样发生的，我们有必要去理解，至少是部分理解一下工程设计的本质。工程设计是一个设计的过程，在这个过程里，科学家的“既有世界”和工程师的“制造世界”中多种部分被重新组装成某种自然界无法想象的事物，也可以说是让工程与科学脱离，与艺术结合。工程实践所包含的技术经历就像诗人面对空白纸张、画家面对空白画布、作曲家面对寂静键盘的过程一样，工程过程和工程作品与诗、画和音乐一样都是易于理解的。事实上，我们都在儿时运用艺术创造的基本原理创造出令我们的父母引以为傲的作品，我们都在学习平衡身体，都在把积木摆成更高难度造型的过程中经历过结构工程的本质。我们学会忍受最无聊的鸡尾酒会而不至于引发类似我们的身体或者酒杯屈从于地球引力这类社会事故，很久以前我们便已经学会如何在高耸的积木塔楼中爬行、坐起、蹒跚。如果我们能记得我们儿时为了能从父母和他们朋友的腿上站起来时所做的努力，那么我们就能开始欣赏工程师们的工作和取得的成就，无论他们在巴比伦被叫做建筑师还是在洛斯阿拉莫斯被称为科学家。他们所有的努力只为了一个目标：建造一些以前从未有过的建筑，改造自然，当然首先他们要努力排除所有的故障。
     人是会犯错的，由人建造的建筑也是如此。因此结构工程的历史，广义上就是工程的历史，这是失败与成功交织的历史。成功也许很重要，但失败教给我们更多。也许正因为如此，几乎所有历史都无不包含了经典的失败，而这些失败往往也标志着新的开始和新的成功。《汉谟拉比法典》也许促进了重建寓所的牢固程度，但却无法促进房屋的革新，更不用说摩天大楼和桥梁，因为建筑者怎么能够在这样的法典中找到动机去建造一所他认为会更好但却无法经过实验的房子呢？这并不是说工程师们应该被允许肆意实验，而是要我们意识到人类的本性就是超越过去，建筑如此，艺术也如此，工程学就是一种人为的尝试。
     当我还是一名工程学的学生时我很害怕那份想象中毕业后将会降临到我面前的责任。我在想我能百分之百地保证我所建造的东西不会破裂、坍塌，不会导致一些人死亡吗？我知道我对课本的理解还不完全，我的作业很少不犯错误，我的成绩也不是全优。这些问题困扰了我一段时间，我想知道为什么我那些无论是得A还是得C的同学都没有因为同样的恐惧而止步不前。这个话题从未出现在我们的谈话中，为了避免面对这个问题，毕业后我并没有立刻去寻找一份工程师的工作，而是考取了研究生。从那以后我才开始意识到我的担忧在工程学的学生中间并不稀奇，事实上，即使不是全部但也有很多学生都经历过对成功的自我怀疑和对失败的恐惧。医科学生担心永远地失去一位病人，律师担心输掉一场重要的官司。但是如果我们都去躲避我们各自的工作和职业带来的恐惧，那么我们希望避免的事情就一定会发生。正因为如此，所以无论我们从事的是什么行业，我们都在尽最大的可能努力地练习，我们希望做到最好。结构损坏的罕见证明了这样一个事实，那就是至少工程学即使在它设计最大胆的时候也不会去冒过度的风险。
     因此，问题不仅仅是为什么会发生结构事故，还应该有为什么事故的数量没有更多？数据显示，能够占据头版头条的事故就像它的新闻价值的成因那样不常发生，但是为了理解为什么结构事故的风险不是绝对的零，我们必须要明白在设计前所未有的项目时人们遇到的工程问题也是前所未有的。了解了这一点，我们不仅会理解事故发生率这么低的原因，还会理解继续降低事故发生率所要面临的困难。尽管在理论上我们可以使代表风险的指数如我们希望的那样接近零，但是无论集体还是个人所表现出的人性本质似乎都在抵制实现这样一种无风险的社会。
     ……

推荐序为什么设计？（孙建君）
前言
1 致命的创意——人性化背后的反思
2 跌倒是成长的一部分——失败乃后世之师
3 来自日常生活的教训——疲劳效应
4 没有一成不变的正确——成功的工程仅仅为一种假设
5 从金字塔到大教堂的警示——论桥梁的坍塌
6 设计就是一次旅行——从此岸到彼岸
7 一位工程师就是一位诗人——设计中的推敲与修改
8 必然发生的事故——细节的薄弱导致整体的崩塌
9 安全系数——对于危险性的预测和度量
10 当裂纹变成断裂——安全寿命
11 公交车的框架与刀刃——裂痕分析
12 插曲：水晶宫的成功故事——创新意味着更加谨慎的分析
13 桥的坎坷史——成功的鞭策与失败后的刹车
14 鉴识工程和工程类小说——文学作品中对失败的隐喻
15 从计算尺到计算机——对曾经的计算方法的遗忘
16 莫衷一是的行家——事故原因可能性列表
17 设计的局限——失败和成功的不断循环
后记
参考书目